Java全局变量在并行时引起的问题

最新推荐文章于 2025-05-25 17:42:11 发布

陈平寨黄山赵子龙

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分类专栏： Java 文章标签： java

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本文介绍了一个基于Spring MVC的云服务平台的并发单元测试案例，详细解释了如何使用MockMvc与TestNG结合进行多线程测试，并提出了针对全局变量并发修改问题的解决方案。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

最近刚完成了一个云服务平台的开发工作，系统采用Spring架构,其中测试使用的是TestNG，可以利用注解的方式，开启多线程，并且开启多个测试任务。其中遇见许多问题，闲暇之余记录下来以避免在后续项目中再犯同样的错误。
这是项目中的一段单元测试代码，使用了MockMvc与TestNG相结合。
好处：

项目不用启动服务器就可以对SpringMVC进行测试。
可以任意的开启线程与多个任务。

    @WebAppConfiguration(value = "src/main/webapp")
    @ContextConfiguration(locations = {"classpath:spring-*xml"})
    public class DeviceManageTest extends AbstractTestNGSpringContextTests {

        @Autowired
        private WebApplicationContext wac;
        private MockMvc mockMvc;

        // 全局的打开设备的句柄
        String deviceHandle = null;

        // 开启10个线程，总共执行100次的执行任务
        @Test(threadPoolSize = 10, invocationCount = 100)//priority 可以控制执行的顺序
        public void test_hash() throws Exception {

            mockMvc = MockMvcBuilders.webAppContextSetup(wac).build();

            //openDevice
            String responseStr =     
            mockMvc.perform(get("/xxxxxx").contentType(MediaType.APPLICATION_JSON))
                    .andExpect(status().isOk())
                    //.andDo(print())
                    .andReturn().getResponse().getContentAsString();//将相应的数据转化为字符串
            RESTResult restResult = parseObject(responseStr, RESTResult.class);

            ...

            System.out.println(Thread.currentThread().getId() + "打开xxxx");//打印线程号
            // 去出来所打开设备的句柄
            deviceHandle = (String) getKeyValue(restResult, "phDeviceHandle");
            Assert.notNull(deviceHandle, "xxxx不能为Null");

        }

以上这段代码在访问量不构成并发时不会出现什么问题。但当一个请求还未完成，另一个请求已经开始执行的情况下就会出现问题（并发）：第二个请求执行执行test_hash()方法会将第一个请求的deviceHandle 变量设置为null或它本身的值，这样数据就被篡改了。

这样写的目的是因为deviceHandle变量需要在多个方法中使用，而且变量很多，但又不想通过方法参数的方式来传递，故使用成员变量。

先看看为什么会出现这种情况。由于系统采用springmvc框架，springmvc核心控制器DispatcherServlet 默认为每个controller生成单一实例来处理所有用户请求，所以在这个单一实例的controller中，它的XXXService也是一个实例处理所有请求，这样XXXService的成员变量就被所有请求共享。这样就会出现并发请求时变量内容被篡改的问题。

那么出现这种问题如何解决呢？
第一种方式：既然是全局变量惹的祸，那就将全局变量都编程局部变量，通过方法参数来传递。
第二种方式： jdk提供了java.lang.ThreadLocal,它为多线程并发提供了新思路。（当使用ThreadLocal维护变量时，ThreadLocal为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本，所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会影响其它线程所对应的副本）
那么在什么地方使用ThreadLocal呢？什么变量是请求公用的就将该变量托付给ThreadLocal来管理其线程副本，所以我们在xxxService中使用它。
XXXService.java代码：

    @WebAppConfiguration(value = "src/main/webapp")
    @ContextConfiguration(locations = {"classpath:spring-*xml"})
    public class DeviceManageTest extends AbstractTestNGSpringContextTests {


        @Autowired
        private WebApplicationContext wac;
        private MockMvc mockMvc;

        // 全局设备的句柄
        private ThreadLocal<String> deviceHandle = new ThreadLocal<String>();

        @Test(threadPoolSize = 10, invocationCount = 100)//priority 可以控制执行的顺序
        public void test_deviceManage() throws Exception {

            mockMvc = MockMvcBuilders.webAppContextSetup(wac).build();

            //xxxxxx
            String responseStr = mockMvc.perform(get("/xxxxxx").contentType(MediaType.APPLICATION_JSON))
                    .andExpect(status().isOk())
                    //.andDo(print())
                    .andReturn().getResponse().getContentAsString();//将相应的数据转化为字符串
            RESTResult restResult = parseObject(responseStr, RESTResult.class);
            if (restResult.getResultCode() != 0) {
                System.err.println("xxxxxx出错-->" + restResult.getResultCode());
                throw new RuntimeException("xxxxxx出错-->" + restResult.getResultCode());
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getId() + "xxxxxxx成功");
            // 去出来所xxxxxx的句柄
            String deviceHandleStr= (String) getKeyValue(restResult, "phDeviceHandle");
            this.deviceHandle.set(deviceHandleStr);
            Assert.notNull(deviceHandle, "设备句柄不能为Null");

            System.out.println("xxxxxx的句柄为-->" + deviceHandle);

            /**********************************打印线程号******************************************/
            System.out.println("线程号：" + Thread.currentThread().getId());
            System.out.println(".........");
            /**********************************End打印线程号********×******************************/

此类并发篡改数据的问题，可以在开发工具中设置断点调试的方式来模拟并发。即第一次请求运行到断点时，查看deviceHandle 内容，并且不让程序继续往下运行，同时再发起一个请求，查看deviceHandle 内容。如内容是第一次请求的内容，并且让第一个请求跑完后，第二个请求到断线处的deviceHandle 正确时，可以确定不会出现并发问题。

如果有spring配置文件那就直接加上scope=”prototype”就行啦